Question

如图所示，L是“12V 6W”的小灯泡，R₁是定值电阻，R₂是最大阻值为24Ω的滑动变阻器，电源电压和灯泡电阻均不变．

_{（1）求小灯泡的阻值；
（2）闭合开关S、S1，滑片P在a端时，小灯泡恰能正常发光，且电流表示数为0.9A，求R1的阻值；
（3）闭合开关S，断开开关S1，求在滑片P移动过程中，灯泡消耗的最小功率．}

Answer 1

分析：（1）根据灯泡的铭牌可知额定电压和额定功率，根据R=求出小灯泡的阻值；
（2）闭合开关S、S₁，P在a端时，R₂=0Ω，此时R₁与L并联，根据灯泡正常发光可知电源的电压，根据欧姆定律可知通过灯泡的电流，利用并联电路的电流特点可知通过电阻R₁的电流，再根据欧姆定律求出R₁的阻值；
（3）闭合S，断开S₁，此时R₂与L串联，由P=I²R可知当P移到b端时灯泡L消耗的功率最小，先根据电阻的串联特点和欧姆定律求出电路中的电流，再根据P=I²R求出灯泡消耗的最小功率．
（1）灯泡的电阻为R_L===24Ω；
（2）闭合开关S、S₁，P在a端时，R₂=0Ω，此时R₁与L并联，
∵灯L恰能正常发光，
∴U₁=U=U_L=12V，
I_L===0.5A，
∴I₁=I﹣I_L=0.9A﹣0.5A=0.4A，
∴R₁===30Ω；
（3）闭合S，断开S₁，此时R₂与L串联，当P移到b端时，R₂′=24Ω，灯泡L消耗的功率最小．
电路中的电流为I_min====0.25A
所以P_Lmin'=I_min²×R_L=（0.25A）²×24Ω=1.5W．